※ 図の記載内容を更新しました。（2020年5月21日）
原田博司 情報学研究科教授、加藤数衞 株式会社日立国際電気技師長らの研究グループは、「モノ」のインターネット（Internet of Things：IoT）データ収集・制御用広域系Wi－RAN（数kmから数十kmの範囲をカバーする地域無線ネットワーク）システム用無線機による、無線多段中継伝送を用いた多地点同時映像情報収集基礎試験に成功しました。これは一つの長距離無線回線を用い、見通し外通信環境においても遠隔地のみならず中継地の情報を同時に収集するものです。
研究者からのコメント
社会リスクを低減する超ビッグデータプラットフォームを構築するためには、ローカルな環境において各種センサー、メーター、モニタに代表される数千のIoTデバイスから創出された超ビッグデータを効率的に処理エンジンに伝送する必要性があります。今回開発した無線多段中継無線機は、数千のIoTデバイスからの超ビッグデータを数kmの範囲内で収集し、かつそのデータを無線見通し外環境においても多段中継（1段あたりの通信距離を最大5km以上）により数十km先の処理エンジンに伝送可能とするものです。また、この無線機は情報の転送のみならず自身が収集したビッグデータも追加して伝送する機能があります。今回この規格に対応した無線機の開発に成功したことにより、簡単に超広域の超ビッグデータ収集が可能となります。
本研究成果のポイント
- 見通し外屋外環境において多段中継基礎接続試験に成功（単区間中継距離最大6.4km）
- 中継局は1台の無線機の機能で遠隔地の情報収集、情報転送を実現
- 中継局は遠隔地からの情報中継のみならず、自身が収集した情報を追加して伝送
概要
従来の広域系Wi－RANシステムは、中継接続時に1拠点あたり複数の無線機を必要とするなど、設置場所・消費電力等の観点から、超広域かつ広帯域なデータ収集システムを容易に構成する際の障壁となっていました。また、従来の中継伝送では中継局は情報の中継、転送しか行わず、中継局自身が情報収集を行い、情報追加して、転送を行うことができませんでした。さらに数kmを超える中継を無線で行う場合、双方が見通せる環境が必須であり、間に山等が存在する見通し外環境での数kmを超える中継の実現は困難でした。
本研究グループは、従来2台の無線機で実現していた無線多段中継を1台の無線機で実現でき、かつ遠隔地からの情報中継だけでなく、自身が情報収集を行い、情報追加して転送を行うことができるマルチホップ中継方式のファームウェア（物理層、MAC層）を開発し、従来のWi－RAN無線機に実装しました。この無線機は利用シーンに応じて、基地局、中継局、端末局になることができます。さらに中継接続した各無線機の通信の状態及びGPS情報位置情報を基地局で収集し、基地局において視覚的に各無線機の状態を表示する回線監視サーバの開発を行いました。
そして、この無線機を用い、京都市役所協力のもと、遠隔地及び中継地点における映像情報の収集実験を京都市内で行いました。無線機同士が見通せない環境において、最大8.4kmの距離を中継接続で接続し（単区間中継距離最大6.4km）、遠隔地の車上端末局及び中継局からの二拠点同時リアルタイム映像伝送に成功しました。
図：京都市役所基地局でのモニタ画面（端末局で撮影された映像だけでなく、中継局で撮影されたリアルタイム映像を同時に基地局に伝送）
詳しい研究内容について
- IoTデータ収集・制御用広域系Wi－RANシステムによる無線多段中継伝送を用いた多地点同時映像情報収集基礎試験に成功 －一つの長距離無線回線による遠隔地及び中継地の情報同時収集－
- 日刊工業新聞（6月26日 17面）および科学新聞（7月7日 4面）に掲載されました。
